振科技之翼揽九天风云

振科技之翼揽九天风云
——长湘高速公路 “两型”科技示范工程建设纪实
长湘高速公路位于长株潭“两型”社会试验区，纵贯长沙市大河西先导区，与京港澳高速公路共同构成长株潭城市群南北向高速公路骨架。

项目主线全长74.9公里，双向6车道，设计时速120公里，是湖南省“五纵七横”高速公路网第三纵的重要组成部分。

建设中的长湘高速公路处于京港澳复线中段，是交通运输部首个批复实施的“资源节约和环境友好型”科技示范工程。

长湘高速公路建设开发有限公司（以下简称“长湘公司”）深入贯彻落实科学发展观，以精细化管理为工作主线，将紧密围绕“资源节约和环境友好”两大重点，通过科技攻关和技术成果集成推广示范，力争取得“两型”交通新的突破。

——编者高速公路景观与地域特色相融合。

“零仰坡”进洞，避免了隧道洞口大开大挖。

景观式挡土墙。

科学的防排水体系减少公路水损害。

基于自然光自动调节的节能隧道入口
资源节约：为子孙后代留下更多发展空间
根据公路沿线资源、自然环境与工程地质特点，长湘高速公路在土地资源保护、资源循环利用、能源节约、工程耐久性等方面甄选了攻关课题4项，推广应用课题4项。

长湘高速公路位于长株潭经济发达地区，沿线地少人多，土地资源保护是工程建设面临的一个重要难题，“两型”试验区高速公路建设土地资源保护与集约利用技术研究理所当然地成了关键技术攻关之一，该课题将着重从公路规划选线、环保绿线技术、桥涵及支挡构筑物替代路基、公路施工集约用地技术和临时用地复垦技术等方面进行分析和研究，以最大限度地节约和合理利用土地资源、保护沿线生态环境。

为了尽量减少对湖南省长株潭两型社会试验区范围内的长沙市大河西先导区和“两型”示范镇莲花镇规划的影响，经过大量艰苦的协调工作，长湘公司在设计时对路线走廊带进行了大范围的方案调整，确定了一条占用土地总体价值最小、同时作为大河西绿色生态廊道最优路线的方案，置换出具有重大开发价值的土地约1300亩，为长沙市大河西先导区“两型”社会建设争取了更大的发展战略空间，取得了巨大的社会效益。

长湘高速公路占用耕地资源与工可阶段相比节约1020亩，公司通过实施环保绿线计划，土地的自然属性可以得到更好的保护，尽可能保持原生态景观，达到节约土地从单纯的“量”到“质、量并举”的转变，能够得到保护的原有自然属性的土地面积理论上可达到总占地的10%左右。

通过采取一系列切实有效的土地保护措施，长湘高速公路每公里占用土地资源价值较同类项目将降低5%以上。

长湘高速公路地处南方湿润地区，降雨量大，持续时间长，地下水位较高，且沿线存在强风化板岩、弱膨胀性黏土层等不良地质。

由于水的不利影响，存在公路潜在路基失稳、边坡滑移和路面结构破损等公路水损害。

公司将因地制宜逐段进行排水，做到“宽、浅、隐、绿”，采取灵活的边沟设计、路基路面综合排水体系、提高低路堤耐久性技术研究、试验路段监测4种措施来最大限度地减少水损害。

在路基挖方段及低填路段边沟设计方面，将常规的明边沟更新为生态浅碟形暗排水沟，让公路与自然相融合；取消排水边沟，通过地形整治模仿自然排水系统，坡地漫流、生态边沟汇流、建设地下排水设施（如采用新型复合排水材料缠绕式排水管）等综合手段，在区内填挖出水塘，水塘通过涵洞与外界相连营造湿地景观。

长湘高速公路通过对湖南省历史降雨量与形态规律及温度分布调查分析，拟建立湖南省气候影响因素（降雨、温度等）及评价指标与标准研究。

对公路综合防排水体系的合理布设进行研究，准备采用各类防排水措施相互配合，取长补短，共同构成公路防排水体系，从而有效减少公路的水损害。

总结国内外新型土工合成材料在公路防排水设施中的应用成果与经验，研究新型排水材料及其相关的材料要求、应用场合等，提出新型防排水材料的应用形式、性能要求、排水能力确定方法，及可供工程参考应用的推荐值。

从土组类型、含水量、级配、压实度等方面探讨路基典型填料水稳
定性能的影响因素，将得出典型填料水稳定性及评价指标标准。

长湘高速公路将推广应用多项公路节能技术。

其中“基于自然光自动调节的节能型隧道出入口段”打破了传统的用灯光实现从出入口段到基本段的亮度过渡方法，采用自然光自动调节的节能型隧道出入口段方法，取代目前的出入口段照明和部分过渡段照明，从而达到节约电能的目的。

通过“基于自然光自动调节的节能型隧道入出口段”、“风光互补发电系统”、“地热冷暖空调系统”、“节能照明应用”、“隧道通风照明节能控制系统”等研究成果的应用，长湘高速公路与传统应用高速公路相比，隧道节能将达10%以上。

个别隧道实施“基于自然光自动调节的节能型隧道入出口段”后隧道照明节能将达30%以上；管理处应用“地温热循环交换”技术，建立地温空调系统示范工程，全年节省电能将达20%以上。

根据实际应用情况，长湘公司将编制《高速公路节能技术推广应用设计施工技术指南》。

推广应用边坡柔性支护技术。

应用该项技术一方面可营造各具特色又与沿线自然和人文环境和谐统一的公路景观，使公路投入营运后能创造“车在林中行”的优美环境；另一方面可大大减少人工痕迹，给司乘人员宁静舒适的感觉。

长湘高速公路所在区域有数个大型电厂、钢铁厂，每年产生工业固体废物多达300万吨。

此外，工程沿线分布有强风化板岩、弱膨胀性黏土等路基不适宜填料。

因此，结合长湘高速公路路基路面工程实际，长湘公司拟开展工业固体废物复合路基路面材料综合利用技术和潮湿地区重载条件下不适宜填料路基修筑技术推广应用，以充分利用地域资源。

长株潭城市群被喻为“湖南经济乃至中部地区经济发展的增长极”、“湘鄂赣三省区域内最具有发展爆发力的城市群”，在全省乃至全国经济发展中具有十分重要的战略地位。

在国家加大基础设施投入力度和省政府“以物流促进商流，以商流带动工业化和农业产业化”的战略背景之下，长湘高速公路因地制宜开展长株潭城市群物流资源整合关键技术研究，《长株潭城市群物流体系建设方案及对策》等成果对响应国家物流产业振兴规划，促进长株潭城市群经济社会发展将具有重要意义。

环境友好：天人合一是工程的美学理念
中国古人在几千年前就提出了“天人合一”的思想，这是中国文化的大智慧。

以这种智慧指导工程建设，是长湘高速公路建设的基本理念。

长湘高速公路连接长沙和湘潭两座历史文化名城，处于湖湘文化核心地带，沿线景观类型多样，敏感性较高，抗干扰能力差，路线跨越湘江、沩水等重要水体。

结合地域特点，针对工程需要，示范工程在安全保障、环境保护、智能交通等方面甄选了攻关项目4项，推广应用项目5项。

对于在复杂的不良地质条件下的大跨度隧道施工，不仅要保证隧道施工安全，而且必须保证施工进度，施工风险很大。

由于受地形地貌的影响，长湘高速公路在建设过程中需穿越省内高速公路中开挖断面最大的5座双向6车道的大断面隧道，对于大跨度公路隧道，由于车道数和宽度增加，而高度变化不大，隧道不得不作成扁平形状的拱形结构，其开挖后围岩应力的重分布变差，底脚处的应力集中过大，大跨隧道更容易出现塑性化和较大的变形，要求地基具有较大的承载力，拱顶不稳定，需要承受较大的松弛压力等，特别是在浅埋隧道中，当拱效应不能发挥作用时，就会产生很大的松弛压力。

为此，公司采取隧道“零仰坡”进洞和边坡绿色防护技术，在隧道施工中根据具体的地形条件，结合大跨度隧道施工要求，进行隧道洞口“零仰坡”进洞方法的研究，实现不切坡（即零开挖）进洞，有针对性地采取“零仰坡”进洞，避免隧道洞口高大边坡开挖，保护自然植被，减小对原地质体的扰动，集中体现“环境友好、资源节约型”隧道建设理念。

目前已经进洞的隧道均实现了“零仰坡”进洞。

公司还优化大跨度隧道的施工方法，提出三车道大跨度隧道Ⅴ级围岩地段采用三台阶法施工方案，并提出相应的辅助施工技术措施，应用于后续的隧道施工中，目前应用效果总体良好，加快了施工进度，取得了良好的技术经济效果。

因地质和环境条件复杂，浅埋地段很多，隧道施工难度和风险都很大，而且多处隧道上部地表埋设了大量输电铁塔。

加上隧道断面很大，无法一次性实施全断面爆破掘进，只能分断面依次实施爆破，长湘高速公路专门启动了“复杂条件下大跨度隧道钻爆施工安全控制技术”的课题研究，提出隧道地层预加固技术和爆破作业合理利用率的最佳方案，最大程度减少对隧道结构本身和周围环境的影响。

目前已经申报了3项国家发明专利。

高速公路的建设会提高其所经区域的交通出行水平，大大促进当地经济发展。

长湘高速公路途经之地是湖湘文化的核心地带，文化底蕴深厚，名胜古迹众多，历史人文荟萃。

因此，以长湘高速公路为依托，开展基于湖湘文化的高速公路景观与地域特色融合技术应用，不仅可以提升长湘高速公路本身品质和服务水平，还可以丰富其文化内涵、体现湖湘特色，从而在某种程度上达到将长湘高速公路建设成具有“两型”特色公路的总体目标。

基于湖湘文化的高速公路景观与地域特色融合技术主要包括高速公路生物隔离栅技术、湖湘人文景观技术、路域生态景观恢复技术、网栅土工砌块结构生态构建技术等。

长湘高速公路互通和相应景观设计极具人性化，从铜官互通西行到望城互通，是长湘高速公路景观设计的“湘江古韵”段；折向西南，乌山互通、简家坳互通和白箬铺互通属于“田园竹笙”景观区，继续南下，进入到“生态涵养”的景观区段，这里有莲花、南谷、塔岭3处互通。

长湘高速公路建设者将每一处互通都赋予湖湘文化理念，并以此作为切入点，用“生态、环保、自然、和谐”的建设理念和“经典、平朴、人文”的设计思想，把长湘高速公路打造成为一流的“湖湘文化胜地，景观生态长廊”。

长湘高速公路建设正是按照这种思路，以毛主席诗词为主要意境，将精心策划每一处互通的人文景观。

在铜官互通，人们可以感受到湖南“遍地英雄”的风采。

这里的绿化将以庄严肃穆的松柏为主，可以看到充满英雄主义的图腾，栩栩如生的浮雕，还可以看到为新中国的开创
和建设创立了丰功伟绩的革命先贤。

到了简家坳互通，可以领略“层林尽染”的独特景致；而在塔岭互通，则让人陶醉在“桃花源里”的诗情画意中。

沿线风景地标志牌总让人怦然心动。

正在建设中的长湘高速公路，把美观的细节渗入到公路边坡，景观式挡土墙就是最佳典范之一。

这种挡土墙采用以粉煤灰或工业废渣制成的空心砌块，可根据需要制成如彩色、仿石、浮雕等各种外观形式，相对于传统钢筋混凝土结构，既实现了资源回收利用，又减少了对环境造成的污染，独具的艺术气息使高速公路更加灵动，成为公路旁的一道美丽景观。

湖南高速公路正着力建设人文公路，探讨通过公路与人文信息融合，宣示湖湘地域特色和湖湘文化，长湘高速公路景观式挡土墙可以“浓缩”沿途人文自然风光，描绘铜官窑、靖港古镇、雷锋纪念馆等具有当地人文特色的景象，通过延伸的高速公路传递出湖湘文化底蕴。

长湘高速公路地处中亚热带向北亚热带的过渡带，气候温暖湿润，春夏冷暖气流交替频繁。

雨水多集中于3到8月份，约占全年降雨量的70％，年平均降水量1200到1302毫米。

区域内水系发育，主要河流有湘江及其支流沩水、靳江河等。

该地区年平均气温16.5到17摄氏度，7月份平均气温29摄氏度左右。

极端最高气温42摄氏度，极端最低气温达到零下11.8摄氏度，冬天冰冻、冻雨现象普遍。

如2008年湖南冰灾因持续时间长，造成大规模的交通瘫痪、电力设施损坏、通信中断，使湖南经济遭受巨大损失。

突发性气象灾害对交通运输系统防灾、抗灾、应急救援能力提出了更高的要求。

为此，长湘高速公路开展了突发自然灾害对湖南高速公路的影响及减灾对策研究，提出长湘高速灾害风险评估体系，拟建立一套突发灾害与桥梁结构安全评估预警系统和长湘高速公路桥梁结构健康监测子系统，有效解决自然灾害对高速公路的影响。

长湘人怀着对国家和历史的责任感，把科技创新当作自己的根本理念，渗透到工程建设的每一个细节。

科技之翼正以强大的动力，推动着长湘人以揽九天风云的气概，打造出一条“两型”科技示范的精品工程！
□理念探索
长湘高速公路，2009年11月11日被交通运输部确定为“两型”科技示范工程，成为湖南第一条实施“两型”科技示范的在建高速公路，交通运输部第五个科技示范工程。

面对神圣而崇高的任务，长湘公司以“两型“为目标，科技为手段，把“最大的利用是节约，最小的浪费是低碳；和谐是环保的主要内涵，人文是环保的文化升华”的理念落实到工程的每一个细节。

□制度创新
首先是提高认识，加强领导。

湖南省交通运输厅成立了各相关单位参与
的示范工程领导小组。

其次是创新制度，严格管理。

制定并实施了《长湘高速公路“两型”科技示范工程实施管理办法》，系统建立了课题负责人责任制度、课题执行情况考核制度、信息反馈制度、重大事项报批制度、经费内部审核制度、工作例会制度6个行之有效的管理制度。

再次是引入合同模式，规范协作。

通过合同模式，规范了示范工程承担单位和实施单位、工程依托单位、技术牵头单位、课题承担单位之间的协作关系。